Transmissor avançado tipo radar por onda guiada para medição e controle de nível

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Radar por Onda Guiada

ECLIPSE®

A Magnetrol® foi pioneira em radares por onda guiada (guided wave radar, GWR) ao apresentar o transmissor de dois fios, energizado por circuito ECLIPSE®Modelo 705, para uso em aplicações industriais de nível de líquidos. Equipamentos GWR oferecem aos usuários um meio poderoso de medir e controlar variações desafiadoras de meios e processos, com desempenho inédito. Ao longo dos anos, nossos engenheiros continuaram a liderar a inovação em GWR, com o lançamento da primeira sonda de alta temperatura e pressão; a primeira sonda de vapor patenteada; o primeiro transmissor de interface; e culminando na incorporação de GWR em uma câmara patenteada Aurora® MLI, para oferecer real medição redundante.

Agora, a Magnetrol está revolucionando a próxima geração de soluções GWR. Com a introdução do transmissor por radar por onda guiada ECLIPSE Modelo 706, a Magnetrol oferece aos profissionais de controle de processo mais potência do que nunca, melhorando a segurança, a eficiência e o desempenho operacionais.

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GWR ECLIPSE Modelo 706 • Introdução à tecnologia tipo radar por onda guiada 4• Transmissor ECLIPSE Modelo 706 5• Configurações remotas do transmissor 7• Sondas de medição para processos com overfill (transbordo) 8• Pré-configuração conveniente 8• Diagnóstico 9• Software de configuração e resolução de problemas (DTM) 9• Especificações gerais e desempenho 10• Visão geral da sonda ECLIPSE Modelo 706 11

A Magnetrol International Incorporated - líder global em tecnologia de controle de nível e de vazão - projeta, fabrica, comercializa e repara instrumentação de nível e de vazão em todo o mundo.

Os grupos de produtos Magnetrol são baseados nestas tecnologias:• Bóia/deslocador• Ultrassônica de contato• Ultrassônica sem contato• Radar de onda guiada• Radar por propagação de pulso (Pulse Burst Radar)• Capacitância RF • Dispersão térmica• Vibração• Indicadores Visuais

Os setores que atendemos incluem:• Produção de petróleo• Refinaria de petróleo• Geração de energia• Petroquímico• Químico• Água e Esgoto• Papel e Celulose• Alimentos e Bebidas• Farmacêutico

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Como funciona um radar de onda guiada

Introdução à tecnologia de radar por onda guiadaQuando a Magnetrol introduziu a tecnologia de radar por onda guiada a aplicações de nível de líquidos para o setor de processos, satisfez uma necessidade crítica de fornecer medição robusta excepcionalmente de nível, sob condições desafiadoras de processo. O radar por onda guiada continua a ter ótimo desempenho, porque é praticamente imune à variação de densidade, assim como às condições do meio, onde pode ocorrer turbulência, vaporização, geração de espuma, turbulência e falsos ecos.

Princípio de OperaçãoO radar por onda guiada funciona conforme o princípio de reflectometria por domínio de tempo (time domain reflectometry, TDR). Como exibido à direita, um pulso de energia eletromagnética gerado é lançado pela sonda. Ao atingir a superfície do meio, o pulso é refletido. Circuitos sofisticados de alta velocidade capturam estes sinais em tempo real (nanosegundos) e os reconstrói em tempo equivalente (milissegundos), para tornar a medição de nível uma realidade prática.

Ao contrário do radar sem contato convencional, que lança seu sinal no espaço livre, o transmissor ECLIPSE GWR lança seu sinal dentro do caminho limitado de uma sonda (guia de onda), que está em contato direto com o fluído do processo. Este contato direto torna o sinal menos vulnerável à distorção causada pelas condições do processo, que pode ser desafiadora para outras tecnologias.

Os transmissores ECLIPSE foram projetados para fácil montagem e configuração. É um instrumento compacto de simples manuseio e instalação, e o inovador invólucro angular de compartimento duplo proporciona ótima visualização do LCD gráfico.

Processo conectadoComo o sinal do radar de onda guiada é transmitido pela guia de onda diretamente ao fluído do processo, ele não é distorcido pela atmosfera do tanque, condições do processo, obstruções do tanque ou ecos falsos.

Trasmissores ECLIPSE geram pulsos de energia

eletromagnética que foram transmitidos pela sonda, ou

guia de onda.

Quando os pulsos atingem uma superfície que seja

mais dielétrica que o ar ou o vapor por onde eles viajam, são refletidos de volta até

a sonda.

O tempo de trânsito dos pulsos () da superfície émedido pelos

circuitos de alta velocidade, convertidos à distância e

depois, exibidos no LCD, como leitura de nível.

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O transmissor ECLIPSE Modelo 706 levou os GWR a um outro patamar, com um sinal forte e preciso, poderoso diagnóstico e uma ampla oferta de sondas.

Com uma base instalada de transmissores muito ampla, operando em todo o mundo, o ECLIPSE demonstrou a capacidade de fornecer medição precisa e confiável, com um desempenho que ultrapassa muitas tecnologias tradicionais. Isso se deve à eficiência da tecnologia de radar por onda guiada e da ampla gama de sondas do ECLIPSE Modelo 706, criadas para atender às demandas especiais de temperatura, pressão, viscosidade, interface líquida, profundidade do vaso e outras variáveis.

O ECLIPSE mede, com precisão, líquidos de nível total e de interface, fluidos e sólidos a granel, com uma faixa dielétrica de 1,4 a 100, desde hidrocarbonetos até meios baseados em água. Os transmissores operam em todos os vasos, contêineres e câmaras de derivação para armazenamento e processos convencionais, cujas temperaturas e pressões são classificadas conforme as capacidades específicas da sonda usada. Há uma sonda para praticamente todas as aplicações, desde armazenamento de rotina de água a vasos exibindo vapores corrosivos, espuma, vapor, revestimento e acumulação, agitação da superfície, borbulhas ou fervura, altas taxas de enchimento/esvaziamento, baixo nível e variação da constante dielétrica ou específica.

O ECLIPSE opera nas aplicações mais exigentes, incluindo aquelas em refino de petróleo, geração de energia elétrica, fabricação de produtos químicos, água e esgoto, papel e celulose, alimentos e bebidas, e processamento farmacêutico. O ECLIPSE também pode ser usado como o transmissor ideal para retrofit, possibilitado pela ampla gama de hardware de adaptação oferecida pela Magnetrol, para substituição fácil e de baixo custo, de antigas tecnologias de medição de nível.

Transmissor ECLIPSE Modelo 706Transmissor avançado GWR para medição de nível

Soluções totais de radar por onda guiadaOs transmissores ECLIPSE foram fabricados para fornecer uma ampla gama de soluções de medição em radar por onda guiada aos usuários. Com transmissores fáceis por utilizar e uma ampla linha exclusiva de sondas coaxiais, de haste única ou dupla, o ECLIPSE emergiu como o principal instrumento de medição para os desafios de nível atuais.

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Transmissor ECLIPSE Modelo 706Transmissor avançado GWR para medição de nível

Alto desempenho, baixa energiaO ECLIPSE Modelo 706 é um avançado transmissor de dois fios, 24 VDC e energizado por circuito. Os circuitos, baseados em microprocessador, controlam o mecanismo de medição e fornecem um sinal analógico de 4-20 mA com saída de comunicação digital HART® ou FOUNDATION fieldbus™.

Usando tecnologia GWR, o desempenho de medição do ECLIPSE não depende de processos; portanto, alterar a constante dielétrica tem pequeno efeito, ou nenhum, sobre a precisão da medição. O mecanismo de medição do ECLIPSE é otimizado, sob controle de firmware, para fornecer detecção contínua e confiável de nível, e mesmo significativas quantidades de acúmulo de produto em uma sonda de haste única não afetará a detecção precisa do nível de líquido.

O ECLIPSE Modelo 706 utiliza muitas sondas para aplicações especiais, incluindo aquelas de alta temperatura (até 454°C), alta pressão (6.250 psig/430 bar), ultra baixa dielétrica (≥1,4) e sólidos a granel, com capacidade de suspensão de 3.000 lb (1360 Kg).

Projeto de compartimento duploOs inovadores invólucros de alumínio injetado com compartimento duplo, do ECLIPSE Modelo 706, orientam os compartimentos separados de fiação e eletrônica no mesmo plano - angulados para fiação, configuração e exibição convenientes de dados. O compartimento de fiação, na parte superior do transmissor, isola os condutores de energia/sinal do compartimento de eletrônica abaixo dele, por meio de um canal de alimentação ecologicamente vedado. Além de ser contido e vedado para evitar a entrada de água, a parte eletrônica é protegida contra picos e transiência. O Modelo 706 recebeu as aprovações pertinentes como intrinsicamente seguro, à prova de explosão e passível de manutenção enquanto ligado, sem precisar de permissão para isso.

Um acoplamento de sonda, que permite a rápida desconexão, facilita a instalação e a manutenção de todos os modelos ECLIPSE, ao permitir que o invólucro do transmissor rotacione a 360°. As sondas podem ser instaladas sem preocupação com sua orientação à cabeça do transmissor. Para orientar o transmissor, o usuário simplesmente seleciona a posição desejada para o transmissor, aperta o acoplamento e depois conclui as terminações da fiação.

Como maior conveniência em todos os modelos ECLIPSE, não é preciso alterar o nível para configuração e tampouco é necessária calibração em campo.

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Desempenho superior do sinalRevolucionária inovação nos circuitos do transmissor GWR permite que o Modelo 706 alcance uma maior amplitude de transmissão do pulso e uma aprimorada sensibilidade do receptor, resultando em proporção superior de sinal para ruído, em comparação com os dispositivos GWR concorrentes. Embora as opções de GWR no mercado atual promovam a amplitude (tamanho) do pulso de radar transmitido, um parâmetro muito mais importante em medição confiável de nível em aplicações difíceis é a proporção geral de sinal para ruído (signal-to-noise, SNR). O ECLIPSE Modelo 706 da Magnetrol usa um inovador conceito de projeto, chamado Diode Switched Front End, para reduzir significativamente o impacto do ruído e elevar o desempenho geral do transmissor. Este novo projeto de circuito isola por completo o caminho de transmissão do caminho de recepção, portanto maximizando a sensibilidade do receptor e a correspondência de impedância. Os circuitos Diode Switched Front End, juntamente com o forte sinal, o melhor do setor, permite que o Modelo 706 detecte reflexos muito pequenos de sinal do meio de processo. A redução do ruído no sistema, em conjunto com um sinal de transmissão mais forte, melhora o SNR geral. O resultado inegável é maior margem e uma operação mais robusta em todas as aplicações de nível, incluindo constante dielétrica extremamente baixa, faixas mais amplas de medição e condições punitivas, onde a formação de espuma, turbulência ou eco falso pode ocorrer.

Configurações do transmissor remotoO Modelo 706 está disponível em três configurações diferentes. O transmissor integral padrão é montado diretamente sobre a sonda. Porém, para aplicações envolvendo alta temperatura ou vibração, ou simplesmente para melhor visualização, o transmissor pode ser montado até com 1 metro ou 3,6 metros de distância da sonda.

O transmissor pode ser montado remotamente, por 1 metro ou 3,6 metros.

Interface de usuário intuitiva, com monitor gráfico em LCD.

Maior amplitude de pulso e proporção superior de sinal em relação a ruído, em comparação com os projetos GWR concorrentes.

Ruído reduzido no sistema e mais forte sinal de transmissão tornam para meios com baixo dialétrico.

Faixas ampliadas de medição, até 30 metros.

O Modelo 706 possui uma proporção de sinal em relação a ruído (SNR) quase três vezes superior

do que a do concorrente mais próximo!

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Um recurso exclusivo do ECLIPSE Modelo 706 é a capacidade de aplicações em processos com overfill das suas sondas em seu catálogo.

Embora agências europeias, como WHG ou VLAREM, certifiquem como à prova de transbordamento, definida como operação testada e confiável quando o transmissor é usado como alarme de transbordamento, supõe-se pelas suas análises, que a instalação seja projetada de tal forma que o vaso ou o vaso comunicante não possa fisicamente transbordar.

A experiência nos mostrou que há aplicações práticas onde uma sonda GWR pode ser completamente submergida com nível por todo o processo até a conexão com o processo (face da flange). Embora as áreas afetadas dependam da aplicação e da sonda, as sondas GWR normais têm uma zona de transição (ou possivelmente zonas mortas) na parte superior da sonda, onde os sinais de interação podem tanto afetar a linearidade da medição quanto, mais dramaticamente, resultar realmente em perda total do sinal.

Embora muitos fabricantes de transmissores GWR possam usar algoritmos especiais para “inferir” a medição de nível, quando esta interação indesejável de sinal ocorre, e o sinal de nível real for perdido, o ECLIPSE Modelo 706 oferece uma solução exclusiva ao utilizar um conceito chamado Overfill Safe Operation.

Uma sonda Overfill Safe é definida pelo fato de que tenha característica de impedância predizível e uniforme por toda a extensão da guia de onda (sonda). Estas sondas permitem que o ECLIPSE Modelo 706 meça níveis precisos a partir da flange do processo, sem nenhuma zona sem medição, na parte superior da sonda GWR. As sondas coaxiais Overfill Safe GWR podem ser instaladas, intrusivas e vasos comunicantes em várias configurações, mesmo quando houver risco de transbordamento.

Sondas de medição para aplicações com overfill (transbordamento)

Pré-configuração convenienteSem custo adicional, nosso recurso exclusivo de “Pré-configuração” permite que o transmissor Modelo 706 seja completamente configurado antes da entrega, oferecendo o que você sempre quis... um transmissor que você pode tirar da caixa, aplicar 24 VDC e INICIAR A OPERAÇÃO!

Sinal interno de referência física e eletricamente separado do tanque e da mídia.

Medição de nível precisa e real por todo o camin-ho até a face da flange. Elimina a necessidade de algoritmos especiais Apara inferir a medição de nível.

As sondas Overfill Capable GWR são exclusivas para ECLIPSE GWR e podem ser instaladas em qualquer lugar no vaso, mesmo quando houver risco de transbordamento.

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Diagnóstico O ECLIPSE Modelo 706 leva a experiência de interface do usuário a novos níveis de conveniência e funcionalidade. O diagnóstico por LCD leva dados de tendências e forma de onda críticos em tempo real, com surpreendente facilidade de uso.

Um DTM totalmente reprojetado e atualizado coloca dados de tendências históricas em tempo real diretamente ao seu alcance, utilizando uma interface intuitiva de usuário que oferece ferramentas poderosas de resolução de problemas, com apenas um ou dois cliques do mouse.

Software de configuração e resolução de problemas (DTM)

Tela inicial Dados críticos de desempenho estão a uma distância não superior a dois cliques.

Configuração do dispositivo Fácil configuração do dispositivo, permitindo a definição de identidade, básica, exibição de E/S, avançada e de fábrica.

Dados de tendência Os dados ao longo do tempo geram insights sobre desempenho versus níveis e condições variáveis do processo -- configuráveis para captura isolada pelo transmissor.

Curva de eco A curva de eco exibe, em tempo real, o nível do líquido exatamente como “visto” pelo transmissor - configurável para capturas de eco isolado, com base em tempo ou evento.

Interface de usuário com 4 botões e monitor gráfico LCD proporcionam maior profundidade de dados, indicando formas de onda e dicas de resolução de problemas na tela.

Pode ser programado para capturar dados de forma de onda automaticamente, por tempo ou por ocorrência de evento.

Em conformidade com os padrões NE 107.

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Especificações do transmissor ECLIPSE Modelo 706

Projeto do sistema

Princípio de medição onda guiada via Reflectometria por Domínio de Tempo (Time Domain Reflectometry, TDR)

Input

Nível Variável Medido, conforme determinado pelo GWR tempo de vooCobre de 15 a 3.048 centímetros

Saída

Tipo 4, A com HART: 3,8 mA a 20,5 mA usável (por NAMUR NE43) FOUNDATION fieldbus: H1 (ITK 6.1.1), ModbusResolução Analógica: 0.003mA, Digital: 1 mmResistência do circuito de 591 ohms @ 24 VDC and 22 mAAlarme ajustável de diagnóstico: Ajustável: 3,6 mA, 22 mA, ou HOLD (em conformidade com NAMUR NE 107)Ajuste de amortecimento 0 –10 segundos

Interface de usuário

Teclado com 4 botões - entrada de dados orientada por menuMonitor de cristal líquido gráfico (LCD)Comunicação Digital HART Versão 7– protocolo FOUNDATION fieldbus H1 LCD do transmissor com inglês, francês, alemão, espanhol e russomenu de idiomas: HART DD: inglês, francês, alemão, espanhol, russo, chinês e português FOUNDATION fieldbus: inglêsSistemas AMS, PACTware™ DTM, FOUNDATION fieldbus, Field Communicator

Energia (nos terminais do transmissor)

HART: GP/IS/XP: 24 VDC (634 Ω @ 22 mA). Voltagem mínima de 11 V sob certas condições (consulte o manual de E/S 57-606). FOUNDATION fieldbus: FISCO 9 a 17,5 VDC

Invólucro

Material IP67/Alumínio injetado AH13 (<0,2% de cobre); opcional 316 aço inoxidável

Peso líquido/bruto de alumínio: 2,04 kg 316 Aço Inoxidável: 4,54 kgDimensões gerais A 212 mm x L 102 mm x P 192 mmEntrada de cabo ½” NPT ou M20Segurança funcional para SIL 2 como 1oo1, em conformidade com IEC 61508 de hardware SIL 2 (Relatório FMEDA completo, disponível sob solicitação)(Nível de integridade Safe Failure Fraction (SFF) = 93% de segurança)

Ambiente

Temperatura de operação -40° a +80° C; Visualização do LCD -20° a +71° CTemperatura de armazenamento -40° a +85° CUmidade 0 a 99%, sem condensaçãoCompatibilidade eletromagnética atende ao requerimento CE (EN 61326) e NAMUR NE 21 OBSERVAÇÃO: Sondas de haste única e de cabo duplo

devem ser usados em vasos ou reservatórios metálicos, para manter a imunidade CE a ruídos

Proteção contra picos atende a CE EN 61326 (1000V)Choque/Vibração ANSI/ISA-S71.03 Classe SA1 (Choque);

ANSI/ISA-S71.03 Classe VC2 (Vibração)

Desempenho

Condições de referência Reflexo de líquidos, com constante dielétrica no centro da faixa selecionada, com sonda coaxial de 72" (1.8 m) a 20°ºC, em Modo de Limiar Aut. (Auto Threshold Mode)

Linearidade de sondas Coaxiais/stand pipe <0,1% da extensão da sonda ou 2,5 mm, a que for maior

Haste única em tanques/cabo duplo: <0,3% da extensão da sonda ou 8 mm, a que for maiorPrecisão de sondas coaxiais/engaioladas: ±0,1% da extensão da sonda ou

±2,5 mm, a que for maior Haste única em tanques/cabo duplo: ±0,5% da extensão da sonda ou ± 13 mm, a que for maior Interface de operação: ± 25 mmResolução ± 2,5 mmCapacidade de repetição < 2,5 mmHisteres < 2,5 mmTempo de resposta < 1 segundoTempo de inicialização < 10 segundosEfeito da temperatura ambiente Aproximadamente ±0,02% da extensão da sonda

por grau C (para sondas superiores a 2,5 metros)Efeito do processo dielétrico < 7,5 mm dentro da faixa selecionada

FOUNDATION Fieldbus

ITK Versão 6.0.1Mestre de conexão de classe H1 do dispositivo(LAS) – selecionável ON/OFFClasse de perfil H1 31PS, 32LBlocos de função (8) Al, (3) Transdutor, (1) Recurso, (1) Aritmética, (1)

Seletor de entrada, (1) Caracterizador de sinal, (1) PID, (1) Integrador

Modbus

Modbus Half Duplex RS-485 dois fios

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Visão geral da sonda ECLIPSE Modelo 706

Sondas Overfill Capable/Interface

• Coaxial - Modelo padrão 7yT Sonda coaxial padrão para aplicações limpas - Modelo 7yP de alta pressão Sonda coaxial para aplicações em alta pressão - Modelo 7yD de alta temperatura e pressão Sonda coaxial para aplicações em alta temperatura - Modelo 7yS de vapor saturado Sonda coaxial para aplicações em vapor saturado

• Haste única em câmaras - Modelo padrão 7yG Sonda de haste única padrão para aplicações de câmara externa - Modelo 7yL de alta pressão Sonda de haste única para aplicações de câmara externa de alta pressão - Modelo 7yJ de alta temperatura e pressão Sonda de haste única para aplicações câmaras extenas com alta temperatura

Sondas padrão

• Haste única sem revestimento - rígido - Modelo padrão 7yF Sonda de haste única padrão para aplicações em tanque - Modelo 7yM de alta pressão Sonda de haste única para aplicações montadas em tanque de alta pressão - Modelo 7yN de alta temperatura e pressão Sonda de haste única para aplicações montadas em tanque de alta temperatura

• Haste única com revestimento - rígido - Modelo revestido PFA 7yF Sonda revestida com PFA para aplicações viscosas - Modelo 7yF resistente à corrosão Sonda flangeada revestida em PFA para aplicações corrosivas

• Flexível (inserção direta em tanques) - Modelo 7y1 de cabo único padrão Sonda de cabo único padrão para aplicações de faixa ampliada - Modelo 7y3 de cabo único de alta temperatura e pressão Sonda de cabo único de alta temperatura para aplicações de faixa ampliada (futuro) - Modelo 7y7 de cabo duplo padrão Sonda de cabo duplo padrão para aplicações de faixa ampliada

• Flexível (em câmaras montadas lateralmente) - Modelo 7y4 de cabo único padrão Sonda de cabo único padrão para aplicações em câmara externa (futuro) - Modelo 7y6 de cabo único de alta temperatura e pressão Sonda de cabo único de alta temperatura para aplicações em câmara externa (futuro)

• Sólidos a granel - Modelo 7y2 de cabo único Sonda de cabo único para aplicações em sólidos a granel - Modelo 7y5 de cabo duplo Sonda de cabo duplo para aplicações em sólidos a granel

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